почему фантастика как жанр художественной литературы оформился ко второй половине 19 века?

Ответ заключается в самом вопросе: научная - значит базирующаяся на науке (пусть даже в виде гипотез). А поскольку всплеск научных знаний пришелся как раз на вторую половину 19 века, то соответственно это с одной стороны подтолкнуло писателей к новой тематике произведений, с другой - дало богатую почву (материал) для построения сюжета.